全DNA納米機器人可探索細胞過程

科技日報訊 (實習記者張佳欣)用DNA建造一個微型機器人,並用它來研究肉眼看不見的細胞過程——這不是科幻小說,而是法國國家健康與醫學研究院(Inserm)、國家科學研究中心和蒙彼利埃大學的科學家們認真研究的主題。這種高度創新的“納米機器人”nenggougengmiqiediyanjiuzaiweiguanshuipingshangshijiadejixieli,zheduixuduoshengwuhebingliguochengzhiguanzhongyao,daibiaoleyixiangzhongdadejishujinbu。xiangguanyanjiufabiaozaizuixinyiqi《自然·通訊》雜誌上。
人ren體ti細xi胞bao受shou到dao微wei觀guan尺chi度du上shang施shi加jia的de機ji械xie力li的de影ying響xiang,觸chu發fa了le許xu多duo細xi胞bao過guo程cheng所suo必bi需xu的de生sheng物wu信xin號hao,這zhe些xie細xi胞bao過guo程cheng涉she及ji人ren體ti的de正zheng常chang功gong能neng或huo疾ji病bing的de發fa展zhan。例li如ru,觸chu覺jiao感gan知zhi在zai一yi定ding程cheng度du上shang取qu決jue於yu對dui特te定ding細xi胞bao感gan受shou器qi施shi加jia機ji械xie力li。除chu了le觸chu摸mo,這zhe些xie對dui機ji械xie力li敏min感gan的de感gan受shou器qi(稱為“機械感受器”)能夠調節其他關鍵的生物過程,如血管收縮、痛覺、呼吸,甚至檢測耳朵中的聲波等。
這(zhe)種(zhong)細(xi)胞(bao)機(ji)械(xie)敏(min)感(gan)性(xing)的(de)功(gong)能(neng)障(zhang)礙(ai)與(yu)癌(ai)症(zheng)等(deng)許(xu)多(duo)疾(ji)病(bing)有(you)關(guan)。癌(ai)細(xi)胞(bao)通(tong)過(guo)探(tan)測(ce)並(bing)不(bu)斷(duan)適(shi)應(ying)其(qi)微(wei)環(huan)境(jing)的(de)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)在(zai)體(ti)內(nei)遷(qian)移(yi)。機(ji)械(xie)感(gan)受(shou)器(qi)可(ke)檢(jian)測(ce)到(dao)特(te)定(ding)的(de)力(li),將(jiang)信(xin)息(xi)傳(chuan)遞(di)給(gei)細(xi)胞(bao)骨(gu)架(jia)。
目(mu)前(qian),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)對(dui)這(zhe)些(xie)涉(she)及(ji)細(xi)胞(bao)機(ji)械(xie)敏(min)感(gan)性(xing)的(de)分(fen)子(zi)機(ji)製(zhi)的(de)了(le)解(jie)仍(reng)然(ran)非(fei)常(chang)有(you)限(xian)。已(yi)有(you)的(de)幾(ji)種(zhong)技(ji)術(shu)可(ke)用(yong)於(yu)施(shi)加(jia)受(shou)控(kong)力(li)量(liang)並(bing)研(yan)究(jiu)這(zhe)些(xie)機(ji)製(zhi),但(dan)存(cun)在(zai)局(ju)限(xian)性(xing)。
為了找到替代方案,Inserm研究員加埃坦·貝爾特領導的研究小組決定使用DNA折疊方法,即用DNA分子作為構建材料,以預定義的形式自組裝3D納米結構。
研究人員設計了由3種DNA折疊結構組成的納米機器人,其大小與人類細胞的尺寸相兼容,首次使施加和控製分辨率為1皮牛頓(即1牛頓的萬億分之一)的力成為可能。這是人類製造的、基於DNA的自組裝物體第一次能夠如此準確地施力。
gaituanduishouxianjiangjiqirenyuyizhongshibiejixieganshouqidefenzilianjieqilai。zheshijiqirenyoukenengzhixiangrentideyixiexibao,bingzhuanmenxiangdingweizaixibaobiaomiandedingxiangjixieganshouqishijialiyijihuotamen。
研yan究jiu人ren員yuan表biao示shi,這zhe種zhong工gong具ju對dui於yu基ji礎chu研yan究jiu非fei常chang有you價jia值zhi,因yin為wei它ta可ke用yong來lai更geng好hao地di了le解jie細xi胞bao機ji械xie敏min感gan性xing的de分fen子zi機ji製zhi,並bing發fa現xian對dui機ji械xie力li敏min感gan的de新xin的de細xi胞bao受shou體ti。有you了le納na米mi機ji器qi人ren,科ke學xue家jia們men還hai能neng夠gou更geng精jing確que地di研yan究jiu在zai施shi力li的de什shen麼me時shi刻ke,生sheng物wu和he病bing理li過guo程cheng的de關guan鍵jian信xin號hao通tong路lu在zai細xi胞bao水shui平ping上shang被bei激ji活huo。
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